Zusammenhalt entscheidet über Leben und Tod

Wird der auf allen Krebszellen vorhandene Rezeptor CD95 aktiviert, so löst dies den programmierten Zelltod aus – oder regt im Gegenteil die Tumorzellen zum Wachstum an. Wovon diese Reaktion abhängt, klärten ForscherInnen des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) in Heidelberg auf.

Therapeutisches Potenzial einer CD95-Blockade?

Wird der auf allen Krebszellen vorhandene Rezeptor CD95 aktiviert, so löst dies den programmierten Zelltod aus – oder regt im Gegenteil die Tumorzellen zum Wachstum an. Wissenschaftler im Deutschen Krebsforschungszentrum zeigten nun: Wie sich die CD95-Aktivierung auswirkt, hängt davon ab, ob es sich um vereinzelte Krebszellen handelt, oder um Zellen im dreidimensionalen Verbund. Einzelne Zellen sind nach CD95-Aktivierung dem Tod geweiht. Dagegen führt CD95-Aktivierung bei Krebszellen im Verbund, wie beispielsweise in soliden Tumoren, zu einem Wachstumsstimulus. Das Ergebnis weist neue Wege, um wachstumsfördernde Signale gezielt in Todessignale für die Krebszellen umzuwandeln.

Wie kleine Antennen tragen alle Krebszellen auf ihrer Oberfläche das Rezeptorprotein CD95. Wird dieser Rezeptor durch seinen Bindungspartner, den CD95-Liganden (CD95L), aktiviert, so löst dies den programmierten Zelltod (Apoptose) der Krebszelle aus – oder aber das genaue Gegenteil.

"Bei der Untersuchung verschiedener Krebsgewebe haben wir erkannt, dass CD95-Aktivierung unter natürlichen Bedingungen in der Regel das Tumorwachstum antreibt", sagte Ana Martin-Villalba, die im DKFZ bereits seit vielen Jahren die Rolle von CD95 erforscht. Die Wissenschaftlerin hatte beim Glioblastom die krebsfördernde Funktion von CD95 erstmals beschrieben.

Künstliche Zellmembranen für beliebige Mengen des CD95-Liganden

ForscherInnen denken aktuell intensiv darüber nach, wie sich die Medizin die andere Seite von CD95 zunutze machen und Krebszellen gezielt in den Tod treiben könnte. Dazu wollten Martin-Villalba und ihr Team zunächst verstehen, welche Faktoren darüber entscheiden, ob eine CD95-Aktivierung zu Zelltod oder Zellwachstum führt.

Die Forscher entwickelten künstliche Zellmembranen, in die sie beliebige Mengen des CD95-Liganden einbauen konnten. Mit dieser Methode stellten sie fest, dass ein bestimmter Abstand zwischen den einzelnen Liganden-Molekülen erforderlich ist, um CD95 optimal zu aktivieren – und bei aus Biopsien von Bauchspeicheldrüsenkrebs oder Glioblastomen isolierten Zellen in der Kulturschale tatsächlich Zelltod auslöst.

Experimente mit Minitumoren

Die ForscherInnen gingen davon aus, damit das Patentrezept gefunden zu haben, um Tumorzellen im Körper in den Tod treiben zu können und dehnten ihre Versuche auf Hirntumoren in Mäusen aus. Sie verabreichten den Tieren Latex-Kügelchen, deren Oberfläche mit CD95-Liganden in der optimalen Dichte bestückt war. Doch statt des erwarteten Rückgangs an Tumormasse passierte das Gegenteil: Die Tumoren beschleunigten ihr Wachstum.

Um diese scheinbare Diskrepanz zwischen Kulturschale und Tierexperiment zu klären, experimentierten die ForscherInnen mit "Tumorsphären", kleinen, in der Kulturschale gezüchteten Minitumoren. CD95-Aktivierung über die künstliche Zellmembran regte diese Zellkügelchen zum Wachstum an – sie zeigten ein Verhalten wie natürliches Tumorgewebe!

Tumorzellen die Chance nehmen, Resistenz gegen Therapien zu entwickeln

"Die Auswirkung der CD95-Aktivierung – Zelltod oder Wachstum – hängt offenbar in erster Linie davon ab, ob es sich um isolierte Krebszellen handelt, wie sie in der Kulturschale wachsen, oder um Zellen im dreidimensionalen Verbund", erklärte eine der ForscherInnen. Einzelne Zellen sind nach CD95-Aktivierung dem Tod geweiht. In ihrer natürlichen Situation dagegen, also eingebunden in eine Gewebestruktur, ist die CD95-Aktivierung ein Wachstumsstimulus. Selbst der Kontakt zu einer einzigen Nachbarzelle reichte in den Experimenten aus, um Tumorzellen vor dem CD95-induzierten Zelltod zu schützen.

"Das Ergebnis ermöglicht uns, neue Strategien zu entwickeln, um die wachstumsfördernden Signale des CD95 in Todessignale für die Krebszellen zu verwandeln. So könnten wir der Tumorzelle die Chance nehmen, Resistenz gegen Therapien zu entwickeln“, so Studienleiterin Martin-Villalba abschließend.

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